CN1664799A - 总线系统及访问控制方法 - Google Patents

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Abstract

总线系统包括多个主装置、多个从属装置和一个多层开关，总线系统进一步包括被预定的安全主装置设置访问控制信息的访问控制寄存器。该多层开关包括开关主装置部分和开关从属装置部分。当主装置访问从属装置时，与不是安全主装置的主装置相对应的开关主装置部分基于访问目的地的地址信息和存储在访问控制寄存器中的访问控制信息，确定是否是对访问控制区进行的访问。如果开关主装置部分确定是对访问控制区的访问，它就禁止这一访问。

Description

总线系统及访问控制方法
技术领域
本发明涉及与多个主装置和从属装置相连的总线系统，以及访问控制方法。
背景技术
在与多个主装置和从属装置相连的总线系统中，有时需要防止不是特定主装置的一主装置访问特定从属装置。例如，在给定存储器中存有机密信息或关键信息的时候，处理单元如CPU访问这个存储器是允许的，但从别的主装置来的访问则被禁止。
在日本未审查专利申请公报No.05-257516中披露了一种访问控制技术。这一技术为多个主装置中的每一主装置配置了标识信号产生电路，还设置了用来识别主装置标识信号的主装置识别电路。译码器基于识别结果产生给定的控制信号，并通知已作出访问的主装置这种访问是否有效。这一技术以所产生的控制信号控制输入/输出(I/O)，并通知已作出访问的主装置这种访问是否有效，从而防止对数据I/O未经认可的访问。
根据上述技术，数据I/O电路包括主装置识别电路和译码器，译码器接收从主装置识别电路输出的访问许可信号，基于这个信号确定是否应允许这一访问。这种配置有下列缺点：因为被控制访问的区域是由硬件确定的，所以系统中能控制的区域被固定至具有主装置识别电路的数据I/O电路。此外，不可能仅对数据I/O电路的I/O的一部分加以控制。进一步说，由于是在数据I/O的一部分进行访问保护，所以当主装置访问被保护的部分时，在系统总线中发生一些事务处理。因此，如果主装置在偶然或故意的访问控制之下连续访问数据I/O电路，系统总线的性能会因事务处理而显著降低。
近来移动电话已变得多功能化，不但有电话功能，而且有互联网连接功能，照相功能等等。另外，为了减小尺寸、减轻重量及降低功耗，在一个芯片上合并多种功能的系统级芯片(SOC)也已开发出来。
这种移动电话要求高速和同时处理。因此，已提出允许同时访问多个从属装置的多层开关。
使用多层开关能同时实施将图像数据的照相机写入给定存储区的进程，和将图像数据从存储器读出并显示在屏幕上的进程。在这种多层系统中也存在上述常规技术中的同样问题。
如前所述，本发明已考虑到常规总线系统所存在的问题，即在访问控制的情况下连续访问一个从属装置会引起总线性能的明显恶化。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种总线系统，包括：多个主装置；多个从属装置；一多层开关，其设置在主装置与从属装置之间，同时处理来自多个主装置的命令，并具有与主装置相对应的开关主装置部分和与从属装置相对应的开关从属装置部分；和被预定的安全主装置设置访问控制信息的访问控制寄存器。在这个总线系统中，一旦发生从主装置向从属装置的访问，与不是安全主装置的主装置相应的开关基于访问目的地的地址信息和存储在访问控制寄存器中的访问控制信息，确定是否是对访问控制区的访问，如果确定是对访问控制区的访问，则禁止这一访问。因为开关主装置部分参考访问控制寄存器进行访问控制，所以在访问控制下即使转用主装置反复访问从属装置，对开关从属装置部分和从属装置的访问也不会发生，从而防止与多层开关相连的不是特定主装置的主装置总线访问性能的降低。
根据本发明的另一方面，提供一种总线系统，包括：多个主装置；多个从属装置；与主装置和从属装置相连的系统总线；设置系统总线使用许可的判定器；被预定的安全主装置设置访问控制信息的访问控制寄存器；和设置在不是安全主装置的主装置与系统总线之间的开关。在这个总线系统中，一旦发生从不是安全主装置的主装置向从属装置的访问，判定器基于访问目的地的地址信息和存储在访问控制寄存器中的访问控制信息，确定是否是对访问控制区的访问，如果确定是对访问控制区的访问，则禁止这一访问。因为判定器参考访问控制寄存器利用系统连接点与主装置之间的开关进行访问控制，所以在访问控制下即使特定主装置反复访问从属装置，对系统总线的访问也不会发生，从而防止系统总线性能的降低。
根据本发明的又一方面，提供一种总线系统中的访问控制方法，所述总线系统包括多个主装置、多个从属装置和设置在主装置与从属装置之间同时处理来自多个主装置的命令的一多层开关，所述方法包括：将预定的安全主装置访问控制信息设置到访问控制寄存器；一旦发生从不是安全主装置的主装置向从属装置的访问，则将访问目的地的地址信息与设置到访问控制寄存器的访问控制信息进行比较，并确定是否是对访问控制区的访问；和一旦确定是对访问控制区的访问，则利用多层开关中的开关主装置部分禁止这一访问。因为开关主装置部分参考访问控制寄存器进行访问控制，所以在访问控制下即使特定主装置反复访问从属装置，对开关从属装置部分和从属装置的访问也不会发生，从而防止与多层开关相连的不是特定主装置的主装置总线访问性能的降低。
根据本发明的再一方面，提供一种总线系统中的访问控制方法，所述总线系统包括多个主装置、多个从属装置、与主装置和从属装置相连的系统总线；和设置系统总线使用许可的判定器。所述方法包括：将预定的安全主装置访问控制信息设置到访问控制寄存器；一旦发生从不是安全主装置的主装置向从属装置的访问，则由判定器基于访问目的地的地址信息和设置到访问控制寄存器的访问控制信息，确定是否为对访问控制区的访问；和一旦由判定器确定是对访问控制区的访问，则通过设置在主装置和系统总线之间的开关禁止这一访问。因为判定器参考访问控制寄存器利用系统总线连接点与主装置之间的开关进行访问控制，所以在访问控制下即使特定主装置反复访问从属装置，对系统总线的访问也不会发生，从而防止系统总线性能的降低。
本发明提供能实现最佳访问控制的总线系统和访问控制方法。
附图说明
本发明上述及其他目的、优点和特点，从下面联系附图所做的描述中将看得更加明显，附图中：
图1示出本发明的总线系统方框图；
图2示出使用本发明总线系统的芯片的布局示例和涉及电源的元件电路配置示例图；和
图3示出本发明的另一总线系统方框图。
具体实施方式
现在将参考说明性实施例描述本发明。熟悉技术的人员将看出，使用本发明的技术能得到许多不同的实施例，并且本发明不限于为了解释用的说明性实施例。
第一实施例
图1示出本发明第一实施例的总线系统方框图。本实施例中的总线系统是一个多层系统。多层系统基本上包括多个主装置1(M0、M1、M2)，多个从属装置3(S0、S1、S2)和设置在主装置1与从属装置3之间的一个多层开关2。在本实施例中，多层系统还包括访问控制寄存器4。
主装置1是控制总线系统的模块，例如中央处理器单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、图像旋转装置、照相机图像处理电路、液晶显示(LCD)控制器等等。在本示例中，M0是处理电路，例如经常操作的CPU和DSP。M1和M2是根据从M0来的指令按需要进行操作的模块。
多层开关2能同时进行处理来自多个主装置的命令。多层开关2是一种内连总线系统，它能使用系统中的多个主装置与从属装置之间的并行访问路径。总线系统通过使用比较复杂的内连矩阵实现，并具有例如增加体系结构选择性和整个总线频宽的优点。多层开关2由ARM Ltd(公司)提供，例如Advanced High-performance Bus(AHB)，AHB-Lite。
从属装置3是由主装置1控制的模块。例如，从属装置3包括存储器、寄存器、定时器、串行接口电路等等。
下面详细描述多层开关2的配置。多层开关2具有与每一主装置1(M0、M1、M2)连接的开关主装置部分20(SWM0、SWM1、SWM2)和与每一从属装置3连接的开关从属装置部分21(SWS0、SWS1、SWS2)。
开关主装置部分20具有这样的功能，即响应从主装置1来的访问，基于指定访问目的地的地址信息确定要连接哪个从属装置3，并向与要连接的从属装置3相对应的开关从属装置部分21发送访问请求。进一步说，这个实施例中的开关主装置部分20具有地址比较器电路(未示出)。地址比较器电路将包含在从访问控制寄存器4来的访问控制信息中的地址信息，与包含在从主装置1来的访问中的地址信息进行比较，如果它们相符，则控制对于由地址信息所指定的从属装置的访问。
开关从属装置部分21的关键功能是对从每一开关主装置部分20来的访问信号进行判定，选择一个访问并进行对选择的从属装置3的连接。
访问控制寄存器4包括范围设置寄存器40和控制目标寄存器41，用以存储访问控制信息。访问控制信息包括控制范围信息和控制目标信息。控制范围信息指定从属装置3中的访问控制区，其存储在范围设置寄存器40中。控制目标信息指定将激活哪个主装置1的访问控制，其存储在控制目标寄存器41中。
只能由M0即安全主装置将信息设置到范围设置寄存器40和控制目标寄存器41。其他的主装置例如M1和M2不能设置信息。最好建立硬件配置，只允许M0即安全主装置将信息设置到范围设置寄存器40和控制目标寄存器41。具体地说，安全主装置M0连接至本地总线，不是M0的主装置不能访问的地址比较器电路的区域是通过设定来确立。
范围设置寄存器40和控制目标寄存器41通过信号线与SWM1和SWM2相连。具体地说，包含在SWM1和SWM2中的地址比较器电路通过信号线与范围设置寄存器40和控制目标寄存器41相连。因此，检测这些信号线的电压能识别存储在范围设置寄存器40和控制目标寄存器41中的地址控制信息。
现在描述本发明第一实施例的多层系统的处理操作。在这个示例中，S2是在地址8000至FFFF中存储机密信息的存储器。来自不是M0的主装置1例如M1和M2对这些地址的访问受到控制。下文描述M1试图访问存储在地址8000(其处于S2的地址8000至FFFF的区域)中的信息时经受访问控制的情况。
M1向SWM1即多层开关2的开关主装置部分20，输出访问目的地(本情况为S2)的地址信号(“8000”)和控制信号例如读/写信号。
SWM1基于从M1来的地址信号确定要访问哪个从属装置3。进一步，在SWM1中，地址比较器电路将包含在从M1来的地址信号中的地址信息，与包含在设置到范围设置寄存器40的控制范围信息中的地址信息进行比较。由于地址8000至FFFF的区域被设置到范围设置寄存器40作为这种情况下的访问控制区，SWM1操作判明M1试图访问的地址8000是在控制范围内。因此，SWM1确定M1要对访问控制区进行访问。在这种情况下，SWM1不向多层开关2的SWM2发送事务处理，而向M1发送“错误”的应答，禁止对控制区的访问。
如上所述，开关主装置部分20参考这个实施例中的访问控制寄存器4进行访问控制。因此，即使特定主装置在访问控制下反复访问从属装置，对开关从属装置部分21和从属装置3的访问也不会发生，从而防止与多层开关2连接的不是特定主装置的主装置总线访问性能降低。
另外，在这个实施例中，访问控制区可设置到系统存储映像的给定区域。这个实施例也允许设置哪个主装置被禁止访问设定区域。
对于M0即这个实施例中的安全主装置和访问控制寄存器4，最好进行与其他电路等不同的电源控制。图2示出芯片100的布局示例和涉及电源元件的电路配置示例。如图2所示，电源不断地从电源51提供给M0和访问控制寄存器4。另一方面，电源通过电源控制电路52提供给包括M1的其他电路。电源控制电路52根据M0的控制进行操作，当不需要时停止向每个主装置M1、从属装置3等等提供电源。这达到在芯片100中省电的效果。
即使在其他电路例如M1被电源控制电路52断开电源时，访问控制寄存器4电源也接通，因此设置在访问控制寄存器4中的数据不会被擦除。
第二实施例
本发明第二实施例使用普通的总线，不是多层系统。图3示出根据第二实施例的总线系统配置。开关6放置在系统总线8的连接点与主装置1之间。M1的访问目的地的地址输入至判定器7。存储在范围设置寄存器40和控制目标寄存器41中的访问控制信息也输入至判定器7。访问控制信息只能由M0即安全主装置设置到访问控制寄存器4。判定器7具有设置许可M1使用系统总线8的功能。
下面描述第二实施例的总线系统的处理操作。M1向判定器7输出访问目的地的地址信号。判定器7将包含在这个地址信号中的地址信息与存储在访问控制寄存器4的访问控制信息中的地址信息进行比较，并输出比较结果。在这个示例中，判定器7确定M1对设置访问控制区进行访问。在这种情况下，判定器7对在M1与系统总线8的连接点之间的开关6提供请求，防止从M1来的访问进入系统总线8。响应这个请求，开关6向主装置发送指示访问被禁止的“错误”应答信号。从而防止M1访问访问控制区。
如上所述，判定器7在这个实施例中利用设置在系统总线8的连接点与主装置1之间的开关6，参考访问控制寄存器4进行访问控制。即使特定主装置在访问控制下反复访问从属装置，对系统总线8的访问也不会发生，所以防止系统总线性能的降低。
另外，在这个实施例中，访问控制区也可设置到系统存储映像的给定区域。这个实施例也允许设置禁止哪个主装置访问所设定的区域。
很明显，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明权利要求的范围和精神的情况下能够做出修改和变形。

Claims (16)

1.一种总线系统，其特征在于包括：
多个主装置；
多个从属装置；
多层开关，其设置在主装置与从属装置之间，同时处理来自多个主装置的命令，并具有与主装置相对应的开关主装置部分和与从属装置相对应的开关从属装置部分；和
被预定的安全主装置设置访问控制信息的访问控制寄存器，
其中：一旦发生从主装置向从属装置的访问，与不是安全主装置的主装置相对应的开关基于访问目的地的地址信息和存储在访问控制寄存器中的访问控制信息，确定是否是对访问控制区的访问，如果确定是对访问控制区的访问，则禁止该访问。
2.根据权利要求1所述的总线系统，其特征在于：电源不断地供给安全主装置和访问控制寄存器。
3.根据权利要求2所述的总线系统，其特征在于：供给不是安全主装置的主装置和/或从属装置的电源是由安全主装置控制的。
4.根据权利要求1所述的总线系统，其特征在于：访问控制寄存器包括：范围设置寄存器，其存储设置访问控制区的范围设置信息；和控制目标寄存器，其存储指定被控主装置的控制目标信息。
5.一种总线系统，其特征在于包括：
多个主装置；
多个从属装置；
与主装置和从属装置相连的系统总线；
设置系统总线使用许可的判定器；
被预定的安全主装置设置访问控制信息的访问控制寄存器；和
设置在不是安全主装置的主装置与系统总线之间的开关，
其中：一旦发生从不是安全主装置的主装置向从属装置的访问，判定器基于访问目的地的地址信息和存储在访问控制寄存器中的访问控制信息，确定是否是对访问控制区的访问，如果确定是对访问控制区的访问，则禁止该访问。
6.根据权利要求5所述的总线系统，其特征在于：电源不断地供给安全主装置和访问控制寄存器。
7.根据权利要求6所述的总线系统，其特征在于：供给不是安全主装置的主装置和/或从属装置的电源是被安全主装置控制的。
8.根据权利要求5所述的总线系统，其特征在于：访问控制寄存器包括：范围设置寄存器，其存储设置访问控制区的范围设置信息；和控制目标寄存器，其存储指定被控主装置的控制目标信息。
9.一种总线系统中的访问控制方法，所述总线系统包括多个主装置、多个从属装置和设置在主装置与从属装置之间同时处理来自多个主装置的命令的多层开关，其特征在于：所述方法包括：
将预定的安全主装置访问控制信息设置到访问控制寄存器；
一旦发生从不是安全主装置的主装置向从属装置的访问，则将访问目的地的地址信息与设置到访问控制寄存器的访问控制信息进行比较，并确定是否为对访问控制区的访问；和
一旦确定是对访问控制区的访问，则利用多层开关中的开关主装置部分禁止这一访问。
10.根据权利要求9所述的访问控制方法，其特征在于：电源不断地供给安全主装置和访问控制寄存器。
11.根据权利要求10所述的访问控制方法，其特征在于：供给不是安全主装置的主装置和/或从属装置的电源是被安全主装置控制的。
12.根据权利要求9所述的访问控制方法，其特征在于：访问控制寄存器包括：范围设置寄存器，其存储设置访问控制区的范围设置信息；和控制目标寄存器，其存储指定被控主装置的控制目标信息。
13.一种总线系统中的访问控制方法，所述总线系统包括多个主装置、多个从属装置、与主装置和从属装置相连的系统总线，以及设置系统总线使用许可的判定器，其特征在于：所述方法包括：
将预定的安全主装置访问控制信息设置到访问控制寄存器；
一旦发生从不是安全主装置的主装置向从属装置的访问，则由判定器基于访问目的地的地址信息和设置到访问控制寄存器的访问控制信息，确定是否是对访问控制区的访问；和
一旦由判定器确定是对访问控制区的访问，则通过设置在主装置和系统总线之间的开关禁止该访问。
14.根据权利要求13所述的访问控制方法，其特征在于：电源不断地供给安全主装置和访问控制寄存器。
15.根据权利要求14所述的访问控制方法，其特征在于：供给不是安全主装置的主装置和/或从属装置的电源是被安全主装置控制的。
16.根据权利要求13所述的访问控制方法，其特征在于：访问控制寄存器包括：范围设置寄存器，其存储设置访问控制区的范围设置信息；和控制目标寄存器，其存储指定被控主装置的控制目标信息。
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